城市燃气管网安全运行影响因素分析及对策

2021-08-16辛本传山东昆仑中奥能源有限公司山东临沂276000

化工管理 2021年21期

辛本传(山东昆仑中奥能源有限公司，山东临沂 276000)

0 引言

对城市来讲，燃气管道建设是一项重要的工程，我国各个城市都在积极开展燃气化建设工作，一定程度推动了燃气管网的可持续发展，这对城市来讲，不只提高了环境水平，还保证了人民的生活质量。但是，由于燃气比较特殊，一旦发生安全事故，必定带来巨大的安全危险，因此，有必要保证管网可靠运行[1]。

1 城市燃气管网系统概述

1.1 城市燃气输配系统

城市燃气管网为城市燃气的输配系统，城市燃气输配系统包括门站、管道和储备站三部分。(1)门站。负责接收长输管道来气，发挥储气功能。天然气经过门站处理，联系了城市管网布置，气体分别进入中压管网和高压管道。(2)管道。组成燃气输配系统的主要内容，负责输配燃气，结合压力特点划分管道类型。(3)储备站。对用气供需实行调峰操作，用气低峰期借储备站接收高压管道来气，科学存储；用气高峰期借储备站释放存储气体，保持用气与供气平衡。

1.2 城市燃气管网风险特点

1.2.1 隐蔽性

燃气管网隐藏的风险不易发现，排查难度高。燃气管网一般在地下敷设，容易被忽略；加之复杂的城市环境，无形增加了排查风险的困难度。

1.2.2 复杂性

城市燃气管网风险的复杂性是指管网系统本身复杂的风险，及外界因素的影响。城市燃气管网系统包括复杂多样的设备，这部分设备容易出现腐蚀、泄漏等问题。

1.2.3 高发性

城市布置的燃气管网体现出点多、线长和面光等特点，存在很多危险因素，每年发生大量管网运行事故。

1.2.4 固有性

城市燃气管网将天然气作为输送介质，表现出毒性、易燃和易爆等特点，加之燃气管网所在的复杂环境加重了输配管网风险，故城市燃气管网形成了无法避免的风险。

2 影响城市燃气管网安全运行的不利因素

2.1 燃气管网设备腐蚀、老化严重

电化学腐蚀、化学腐蚀与电流腐蚀均不同程度影响了燃气管道的正常运行。我国城市燃气管网选择钢管实行连接，在地下埋入后传输燃气，加上土壤的水分充足，钢管生产技术缺陷，增大了钢管被腐蚀的程度，加快了钢管的氧化速度；化学腐蚀减少了管道内部原有物质，增加了全新物质，联系管外发生的电化学反应，加快了燃气管网的腐蚀速度；电流腐蚀指发电厂、变电站等带电设备发生漏电，电流进一步与地面形成循环，对燃气管道腐蚀[2]。

2.2 燃气管网日常管理发生漏洞

燃气公司不能合理维护管道，如无法在规定的时间系统检查管道安全，一旦管道泄漏，部分燃气公司只能依赖简陋的设备与浅显的经验，难以精确发现燃气管道泄漏位置。另外城市在管理燃气管线时，一般利用条块管理方法，规划管理范围，一旦燃气管道泄漏则安排相应维护人员开展维修，浪费了燃气管道维修时间，加重了燃气泄漏程度。

2.3 城市建设管理缺乏规范性

我国提高国民经济水平的过程中，持续增加对基础工程投入，特别为市政路桥施工提供了资金支持。在市政工程施工中，由于施工人员麻痹大意，降低了收集燃气管网信息的效率，破坏了燃气管网，引起管道泄漏。同时很多城市在地下并接通信光纤与电网，且挖掘隧道，一定程度影响了燃气输送。

3 城市燃气管线安全运行对策

3.1 燃气管道设计、选材、铺设

燃气管道只有科学设计、合理选材与铺设，才能保证安全运行。燃气上游管道走线应短且直，下游管道合理规划布局架构，综合处理分支与变径，提高分压水平，减少压力带来的损失，从而获得良好的密封效果。通常进入企业的下游管线线路有两条，一条线路的燃气管道设备发生故障无法供气，另一条线路可立即进行供气，保证燃气正常供应[3]。

3.2 燃气调压

燃气管线不同阶段的管道压力不同，其中上游管线为高压，下游管线通过调压设备获得中低压，进一步满足燃气用户的使用要求。燃气压力主要来自于大气压力和管道压力，二者共同构成绝对压力。当改变地理位置与四季温度时会改变大气压，从而影响燃气的密度与用户的用气体积。一般企业与居民用户的管道压力是4 kg，绝对压力大概是5 kg。调压器与调压范围科学设计，进一步得到稳定的燃气压力，这些均决定了燃气管线运行的安全性。

3.3 燃气过滤

燃气是清洁能源，但其自身不是非常干净，在输送过程中往往出现气源或管道的杂质，这部分杂质经长时间累积容易堵塞管道，或黏附在管壁增加管道内燃气压力。因此，燃气管道安装燃气过滤器，可以保持过滤器的清洁度，注意及时更换滤网。部分燃气过滤器携带显示功能，设置了压损检测，可以准确判断清洗或更换滤网的时间。若燃气设备容易被杂质卡死则建议选择垂直安装的方式，通过设备本身重力清除杂质。按现实情况科学挑选安装燃气过滤器的位置与方式；控制滤网的疏密度，若太密，增加堵塞几率，增大压损；若太疏，则无法对杂质阻挡，不能取得较好的过滤效果。

3.4 燃气计量、报警、监测与控制

燃气是国家发展所需的重要资源，企业与居民要付费使用。在燃气用量和燃气贸易中计量设备发挥了秤的作用，燃气管道更需要它。工业企业的燃气用量较大，应采取工业燃气计量设备完成计量工作，一般使用的设备有皮膜表、气体涡轮流量计等。在计量中，系统采集燃气的各项数据，如流量、温度和压力等，与气体压缩因子密切联系，结合气态方程完成计算，从而得到标况流量、标况用气量，规避温度、压力变化带来的干扰。在燃气计量仪表内设置控制阀、智能电路单元与有线通信模块，扩展了应用范围，有效提高了智能监测水平，这也是未来实现远程控制的基础。远程监控系统包括4个部分：

(1)监控中心：可以是监控单位的计算机，也可以是移动终端设备；(2)通信平台：建立网络通道科学传递数据；(3)远程采集与收发数据设备：对智能终端与远程传输数据网络进行连接；(4)仪表智能单元：计量和报警燃气设备，温度计等。

系统把握燃气管道的运行情况，以达到控制燃气管线的目的。(1)对燃气流量、温度、压力、用气量、用气记录等数据等定期查询。(2)动态掌握用户使用流量状况；比较用户用气历史数据，找出非正常操作问题；统计与保存用户数据；监控用气现场计量表存在的问题，制定科学的解决策略。(3)发现报警信息：把握剩余气量报警信息，采取规避风险的措施。(4)对存在问题的燃气管段或不良用户，远程关闭阀门，终止供气；解决问题后，远程启动阀门，恢复供气。(5)以远程方式对仪表参数集中更改，或结合实际要求调整个别参数。

3.5 建立完整性管理体系

燃气管网融合计划、实施、效能、质量等内容建立了完整性管理体系，具体如图1所示。(1)组织完整性：燃气管网在计划、建设、运行和维护过程贯彻实施完整性管理，且借助优秀的管理团队获得最大化效果。(2)数据完整性：在设计与改进数据库，收集与整理数据的过程中，提供详细全面的数据，这也是接下来评估风险的基础。(3)管理过程完整性：管道完整性性管理的主要内容包括6方面，：根据管道剩余使用时间客观评价管理效果，明确二次检测和评价时间；联系改变的危险因素和完整性管理的检测状况，完善管理流程，达到管道现实的生产要求。

图1 燃气管网完整性管理的管理体系

燃气管网完整性管理的技术体系框图如图2所示。

图2 燃气管网完整性管理的技术体系框图

完整性管理在达到上述要求的同时，表现出极强的灵活性。

3.6 燃气管道维护保养

燃气管道定期实行巡视、检查和维护，包括管道内部清洗和燃气泄漏检测。首先要避免管道破裂，有效遏制源头；其次，定期清扫管道内部，预防杂质对管道腐蚀或堵塞；然后，根据实际情况，定期对燃气管道安装设备的转动部件润滑，避免磨损带来安全隐患；最后，在恶劣气候环境内，采取防晒、防冻等措施，达到对燃气管道有效保护的目的。